Bond-dissocieringsenergi defineres som mængden af energi hvilket kræves for at homolytisk sprænge et kemikalie bånd. En homolytisk brud producerer normalt radikale arter. Kortfattet notation for denne energi er BDE, D0, eller DH °. Bond-dissocieringsenergi bruges ofte som et mål for styrken af en kemisk binding og til at sammenligne forskellige bindinger. Bemærk, at entalpiændringen er temperaturafhængig. Typiske enheder af bindingsdissocieringsenergi er kJ / mol eller kcal / mol. Bond-dissocieringsenergi kan måles eksperimentelt under anvendelse af spektrometri, kalorimetriog elektrokemiske metoder.
Key takeaways: Bond Dissociation Energy
- Bond-dissocieringsenergi er den energi, der kræves for at bryde en kemisk binding.
- Det er et middel til at kvantificere styrken af en kemisk binding.
- Bundsdissocieringsenergi er lig med bindeenergi kun for diatomiske molekyler.
- Den stærkeste bindingsdissocieringsenergi er for Si-F-bindingen. Den svageste energi er til en kovalent binding og kan sammenlignes med styrken af intermolekylære kræfter.
Bond Dissociation Energy versus Bond Energy
Bond-dissocieringsenergi er kun lig med bindingsenergi for diatomiske molekyler. Dette skyldes, at bindingsdissocieringsenergien er energien i en enkelt kemisk binding, mens bindingsenergien er er den gennemsnitlige værdi for alle bindingsdissocieringsenergier for alle bindinger af en bestemt type inden for en molekyle.
Overvej for eksempel at fjerne successive hydrogenatomer fra et methanmolekyle. Den første bindingsdissocieringsenergi er 105 kcal / mol, den anden er 110 kcal / mol, den tredje er 101 kcal / mol, og den endelige er 81 kcal / mol. Så bindingsenergien er gennemsnittet af bindingsdissocieringsenergierne, eller 99 kcal / mol. Faktisk er bindingsenergien ikke lig med bindingsdissocieringsenergien for nogen af C-H-bindingerne i metangolesterolet!
De stærkeste og svageste kemiske obligationer
Fra bindingsdissocieringsenergi er det muligt at bestemme, hvilke kemiske bindinger der er stærkest, og hvilke der er svagest. Den stærkeste kemiske binding er Si-F-bindingen. Bundsdissocieringsenergien for F3Si-F er 166 kcal / mol, mens bindingsdissocieringsenergien for H3Si-F er 152 kcal / mol. Årsagen til, at Si-F-bindingen antages at være så stærk, skyldes, at der er en signifikant elektronegativitet forskel mellem de to atomer.
Kulstof-carbonbindingen i acetylen har også en højbindingsdissocieringsenergi på 160 kcal / mol. Den stærkeste binding i en neutral forbindelse er 257 kcal / mol i kulilte.
Der er ingen særlig svageste bindingsdissocieringsenergi, fordi svage kovalente bindinger faktisk har energi, der kan sammenlignes med den intermolekylære kræfter. Generelt er de svageste kemiske bindinger dem mellem ædelgasser og overgangsmetalfragmenter. Den mindste målte bindingsdissocieringsenergi er mellem atomer i helium-dimeren, He2. Dimeren holdes sammen af van der Waals styrke og har en bindingsdissocieringsenergi på 0,021 kcal / mol.
Bond Dissociation Energy versus Bond Dissociation Enthalpy
Undertiden bruges udtrykkene "bindingsdissocieringsenergi" og "bindingsdissocieringsenthalpi" om hverandre. De to er imidlertid ikke nødvendigvis de samme. Bundsdissocieringsenergien er entalpiændringen ved 0 K. Bånddissocieringsenthalpi, sommetider simpelt kaldes bindingsentalpi, er entalpiændringen ved 298 K.
Obligationsdissocieringsenergi favoriseres til teoretisk arbejde, modeller og beregninger. Bond entalpi bruges til termokemi. Bemærk, at værdierne ved de to temperaturer for det meste ikke er signifikant forskellige. Så selvom entalpi afhænger af temperaturer, har ignorering af effekten normalt ikke nogen stor indflydelse på beregningerne.
Homolytisk og heterolytisk dissociation
Definitionen på bindingsdissocieringsenergi er for homolytisk ødelagte bindinger. Dette henviser til et symmetrisk brud i en kemisk binding. Imidlertid kan bindinger bryde asymmetrisk eller heterolytisk. I gasfasen er energien frigivet til en heterolytisk pause større end til homolyse. Hvis der er et opløsningsmiddel, falder energiverdien dramatisk.
Kilder
- Blanksby, S.J.; Ellison, G.B. (April 2003). "Bond-dissocieringsenergier fra organiske molekyler". Regnskaber for kemisk forskning. 36 (4): 255–63. doi:10,1021 / ar020230d
- IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. udg. ("Guldbogen") (1997).
- Gillespie, Ronald J. (Juli 1998). "Kovalente og ioniske molekyler: Hvorfor er BeF2 og AlF3 Faststof med højt smeltepunkt, hvorimod BF3 og SiF4 Er der gasser? ". Journal of Chemical Education. 75 (7): 923. doi:10,1021 / ed075p923
- Kalescky, Robert; Kraka, Elfi; Cremer, Dieter (2013). "Identifikation af de stærkeste obligationer i kemi". Journal of Physical Chemistry A. 117 (36): 8981–8995. doi:10,1021 / jp406200w
- Luo, Y.R. (2007). Omfattende håndbog med kemiske bindingsenergier. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-7366-4.